KR20090028250A - Vehicular suspension for detecting sensor fault - Google Patents

Vehicular suspension for detecting sensor fault Download PDF

Info

Publication number
KR20090028250A
KR20090028250A KR1020070093715A KR20070093715A KR20090028250A KR 20090028250 A KR20090028250 A KR 20090028250A KR 1020070093715 A KR1020070093715 A KR 1020070093715A KR 20070093715 A KR20070093715 A KR 20070093715A KR 20090028250 A KR20090028250 A KR 20090028250A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
vertical acceleration
acceleration
sensor
acceleration sensor
vertical
Prior art date
Application number
KR1020070093715A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100895703B1 (en
Inventor
이형철
김지환
Original Assignee
한양대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한양대학교 산학협력단 filed Critical 한양대학교 산학협력단
Priority to KR1020070093715A priority Critical patent/KR100895703B1/en
Publication of KR20090028250A publication Critical patent/KR20090028250A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100895703B1 publication Critical patent/KR100895703B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/018Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the use of a specific signal treatment or control method
    • B60G17/0185Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the use of a specific signal treatment or control method for failure detection
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/019Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the type of sensor or the arrangement thereof
    • B60G17/01908Acceleration or inclination sensors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/60Load
    • B60G2400/63Location of the center of gravity
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00Special features of vehicle units
    • B60Y2400/30Sensors
    • B60Y2400/304Acceleration sensors

Abstract

A vehicle suspension is provided to detect malfunction of the acceleration sensor by using additional software logic, not mechanical device. A vehicle suspension comprises shock absorbers(120FR,120FL) which are arranged in each wheel and generate damping force, a plurality of vertical acceleration sensors(130FR,130FL) measuring the vertical acceleration of vehicle, and a controller(190) detecting the malfunction of the vertical acceleration sensor. The vertical acceleration sensors include one or more front vertical acceleration sensors positioned in the front of the vehicle and one or more rear vertical acceleration sensor positioned in the rear of the vehicle.

Description

센서 고장을 검출하는 차량용 현가장치{Vehicular suspension for detecting sensor fault}Vehicle suspension for detecting sensor faults {Vehicular suspension for detecting sensor fault}

본 발명은 차량용 현가장치에 관한 것으로, 가속도 센서의 고장을 검출할 수 있는 차량용 현가장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle suspension and to a vehicle suspension capable of detecting a failure of an acceleration sensor.

일반적으로 현가장치(suspension)는 차축과 차체를 연결하고, 주행 중 노면에서 받는 충격은 완화하는 스프링과 스프링의 자유 진동을 흡수하는 쇼크업쇼버(shock absorber)와 차량이 좌우로 흔들리는 것을 방지는 스테빌라이저(stabilizer) 등으로 구성된다.In general, the suspension connects the axle to the body, and the shock absorber absorbs the free vibration of the spring and the stabilizer that prevents the vehicle from swinging from side to side. Stabilizer and the like.

자동차의 현가 특성은 보통 주행시에는 승차감을 향상시키기 위해 부드럽게 작동해야 하고, 요철도로 및 고속주행시에는 주행안정성 확보를 위하여 딱딱하게 작동해야 한다. 또, 주행중 노면 상태에 따라서 발생하는 모든 충격을 흡수하여 차체의 진동을 최소화할 수 있어야 한다.Suspension characteristics of automobiles should be operated smoothly to improve riding comfort in normal driving, and hard to secure driving stability in uneven roads and high-speed driving. In addition, it should be possible to minimize the vibration of the vehicle body by absorbing all the shock generated according to the road surface conditions while driving.

수동식 현가장치(passive suspension)는 스프링의 스프링 상수, 쇼크 압쇼버의 감쇠력 등이 일정한 값으로 고정되어 있다. 전자제어식 능동 현가장치(active suspension)는 주행속도와 도로조건에 따라서 스프링 상수, 감쇠력, 공기 스프링의 회로압력 등을 가변시켜 차 높이를 제어하거나 차체의 자세를 제어하여 주행안정성과 승차감을 동시에 향상시킬 것을 목적으로 하는 전자제어 시스템이다.Passive suspension is fixed to a constant value such as the spring constant of the spring, the damping force of the shock pressure shock absorber. The electronically controlled active suspension improves driving stability and ride comfort by controlling the height of the vehicle by controlling the spring constant, damping force, and circuit pressure of the air spring according to the driving speed and road conditions. It is an electronic control system for that purpose.

현가장치는 차량의 승차감 및 주행 안정성 확보에 매우 중요한 역할을 수행하며, 수동식 현가장치가 갖는 성능상의 한계를 극복하기 위해 능동 현가장치를 이용하여 승차감을 향상시키는 동시에 주행 안정성을 확보하고자 하는 연구들이 수행되고 있다. 능동 현가장치에는 완전 능동 현가장치와 반능동 현가장치가 있다. 완전능동 현가장치는 성능 면에서 매우 우수한 반면에 비용이 고가이기 때문에 반능동 현가장치(semi-active suspension)가 많이 사용된다. 반능동 현가장치는 쇼크 압쇼버의 감쇠력만을 노면 상태, 주행 속도 따위의 주행 조건에 맞게 실시간으로 변화시켜 주행 안정성과 승차감을 높여 준다. 일 예로, 반능동 현가장치의 일종인 CDC(Continuous Damping Control) 장치는 신장, 압축 행정 시에 유압이 통과하는 오리피스의 면적을 가변시켜 상황에 적합하도록 감쇠력을 연속적으로 제어한다.Suspension plays a very important role in securing the ride comfort and driving stability of the vehicle, and studies to improve riding comfort and active driving stability by using active suspension to overcome the performance limitations of the passive suspension system are conducted. It is becoming. Active suspensions include fully active suspensions and semi-active suspensions. Fully active suspensions are very good in performance while expensive, so semi-active suspensions are often used. The semi-active suspension system only changes the damping force of the shock absorber in real time according to road conditions and driving speeds, thereby improving driving stability and riding comfort. For example, the CDC (Continuous Damping Control) device, which is a kind of semi-active suspension, continuously controls the damping force to suit the situation by varying the area of the orifice through which the hydraulic pressure passes during the stretching and compression strokes.

능동 현가장치가 정상적으로 동작하기 위해서는 현가장치를 구성하는 주요 센서들의 신뢰성이 보장되어야 한다. 센서가 오동작을 일으킬 경우에는 승차감을 나쁘게 할 뿐만 아니라 안정성을 해칠 수도 있기 때문이다. In order for the active suspension to operate normally, the reliability of the main sensors constituting the suspension must be ensured. If the sensor malfunctions, not only will the ride quality be deteriorated, but also the stability may be impaired.

대한민국 특허 공개공보 제1999-0062746호는 소정 간격마다 차륜 속도 센서와 가속도 센서의 출력치의 차를 각각 구하고, 이들의 비를 가속도 센서의 구배 계수로서 산출하여 산출된 구배 계수가 소정 수치의 범위를 벗어나면 가속도 센서에 이상이 있다고 판단한다. Korean Patent Laid-Open Publication No. 1999-0062746 calculates the difference between the output values of the wheel speed sensor and the acceleration sensor at predetermined intervals, calculates their ratios as the gradient coefficient of the acceleration sensor, and the calculated gradient coefficient is outside the range of the predetermined value. It is determined that there is an error in the surface acceleration sensor.

능동 현가장치에서 가속도 센서의 고장을 보다 효율적으로 검출할 수 있는 방법이 필요하다.There is a need for a method to more efficiently detect failure of an acceleration sensor in an active suspension.

본 발명의 목적은 가속도 센서의 고장을 검출하는 차량용 현가장치를 제공하는 데 있다. An object of the present invention is to provide a vehicle suspension device for detecting a failure of the acceleration sensor.

본 발명의 일 양태에 따른 차량용 현가장치는 각 차륜에 배치되어, 감쇠력을 생성하는 쇼크 압쇼버, 차량의 수직 가속도를 측정하는 다수의 수직 가속도 센서 및 상기 다수의 수직 가속도 센서로부터 각각 측정되는 수직 가속도를 이용하여 상기 감쇠력을 제어하고, 상기 측정된 수직 가속도로부터 추정되는 중심 가속도를 각 수직 가속도 센서별로 구하여 각 수직 가속도 센서의 고장을 검출하는 제어기를 포함한다. 상기 다수의 수직 가속도 센서는 상기 차량의 전방에 배치되는 적어도 하나의 전방 수직 가속도 센서와 상기 차량의 후방에 배치되는 적어도 하나의 후방 수직 가속도 센서를 포함한다. 상기 제어기는 상기 후방 수직 가속도 센서에서 측정되는 수직 가속도와 상기 전방 수직 가속도 센서에서 측정되는 수직 가속도의 시간 지연을 비교하여 상기 후방 수직 가속도 센서의 고장을 검출한다.Suspension for a vehicle according to an aspect of the present invention is disposed on each wheel, a shock absorber for generating a damping force, a plurality of vertical acceleration sensors for measuring the vertical acceleration of the vehicle and the vertical acceleration measured from the plurality of vertical acceleration sensors, respectively The controller may control the damping force by using the controller, and obtain a center acceleration estimated from the measured vertical acceleration for each vertical acceleration sensor to detect a failure of each vertical acceleration sensor. The plurality of vertical acceleration sensors includes at least one front vertical acceleration sensor disposed at the front of the vehicle and at least one rear vertical acceleration sensor disposed at the rear of the vehicle. The controller detects a failure of the rear vertical acceleration sensor by comparing the time delay of the vertical acceleration measured by the rear vertical acceleration sensor and the vertical acceleration measured by the front vertical acceleration sensor.

본 발명의 다른 양태에 따르면 측정되는 수직 가속도를 이용하여 차륜으로부터 전달되는 감쇠력을 제어하는 차량용 현가장치의 센서 고장 검출 방법을 제공한다. 센서 고장 검출 방법은 차량의 전방에 배치되는 전방 수직 가속도 센서로부터 측정된 전방 수직 가속도를 획득하는 단계, 상기 차량의 후방에 배치되는 후방 수직 가속도 센서로부터 측정된 후방 수직 가속도를 획득하는 단계 및 시간 지연된 상기 전방 수직 가속도와 상기 후방 수직 가속도를 평균하여, 상기 후방 수직 가속도와의 차를 이용하여 상기 후방 수직 가속도 센서의 고장을 검출하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for detecting a sensor failure of a vehicle suspension, which controls the damping force transmitted from the wheel by using the measured vertical acceleration. The sensor failure detection method includes obtaining a front vertical acceleration measured from a front vertical acceleration sensor disposed at the front of the vehicle, obtaining a rear vertical acceleration measured from the rear vertical acceleration sensor disposed at the rear of the vehicle, and time delayed. And averaging the front vertical acceleration and the rear vertical acceleration to detect a failure of the rear vertical acceleration sensor by using a difference between the rear vertical acceleration and the rear vertical acceleration.

추가적인 전기적, 기계적 장치가 필요없이 소프트웨어 로직의 추가만으로 가속도 센서의 고장을 검출할 수 있어 구현이 용이하다. 가속도 센서의 신속한 고장 검출로 능동 현가장치의 신뢰성을 보장할 수 있다. It is easy to implement because the acceleration sensor can be detected by the addition of software logic without the need for additional electrical and mechanical devices. Rapid fault detection of the accelerometer ensures the reliability of the active suspension.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 현가장치를 구비한 차량을 나타낸 예시도이다.1 is an exemplary view showing a vehicle provided with a suspension device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 조향 휠(110)에 의해 각 차륜이 조향된다. 각 차륜마다 감쇠력을 제공하기 위한 쇼크 압쇼버(120FL, 120FR, 120RL, 120RR)가 배치된다. 밑첨자 FR는 우측 전륜을, FL은 좌측 전륜을, RR은 우측 후륜을, RL은 좌측 후륜을 나타낸다. Referring to FIG. 1, each wheel is steered by the steering wheel 110. At each wheel, shock absorbers 120 FL , 120 FR , 120 RL , and 120 RR are arranged to provide damping force. Subscript FR denotes the right front wheel, FL the left front wheel, RR the right rear wheel, and RL the left rear wheel.

차량 몸체(105)에는 수직 가속도(vertical acceleration)를 측정하기 위한 3개의 수직 가속도 센서(vertical acceleration sensor, 130FR, 130FL, 130RR)이 배치된다. 가속도 센서는 G(Gravity) 센서라고도 하며, 수직 가속도는 차량의 진행 방향(또는 노면)에 수직한 방향의 가속도를 말한다. 차량 속도 센서(140)는 차량 속도를 측정하기 위해 배치된다. The vehicle body 105 is disposed with three vertical acceleration sensors 130 FR , 130 FL , 130 RR for measuring vertical acceleration. The acceleration sensor is also called a G (gravity) sensor, and the vertical acceleration refers to an acceleration in a direction perpendicular to the traveling direction (or road surface) of the vehicle. Vehicle speed sensor 140 is arranged to measure vehicle speed.

여기서, 3개의 수직 가속도 센서(130FR, 130FL, 130RR)를 예시하고 있으나, 가속도 센서의 수나 배치는 달라질 수 있다. Here, three vertical acceleration sensors 130 FR , 130 FL , and 130 RR are illustrated, but the number or arrangement of the acceleration sensors may vary.

차량 몸체(105)에는 횡(lateral) 가속도를 측정하기 위한 횡 가속도 센서(154)와 종(longitudinal) 가속도를 측정하기 위한 종 가속도 센서(156)가 배치된다. 또한, 차량 몸체(105)에는 롤 가속도(roll acceleration)를 측정하기 위한 롤 가속도 센서(미도시) 및/또는 피치(pitch) 가속도를 측정하기 위한 피치 가속도 센서(미도시)가 더 포함될 수 있다.The vehicle body 105 is disposed with a lateral acceleration sensor 154 for measuring lateral acceleration and a longitudinal acceleration sensor 156 for measuring longitudinal acceleration. In addition, the vehicle body 105 may further include a roll acceleration sensor (not shown) for measuring roll acceleration and / or a pitch acceleration sensor (not shown) for measuring pitch acceleration.

차량 몸체(105) 내부에 배치되는 제어기(190)는 수직 가속도 센서(130FR, 130FL, 130RR)와 차량 속도 센서(140)로부터 신호를 받아 쇼크 압쇼버(120FL, 120FR, 120RL, 120RR)는 감쇠력을 노면 상태, 주행 속도 따위의 주행 조건에 맞게 변화시켜 주행 안정성과 승차감을 높여 준다. 또한, 제어기(190)는 수직 가속도 센서(130FR, 130FL, 130RR)의 고장을 검출하여, 이에 따른 적절한 조치를 취하거나 운전자에게 알린다.The controller 190 disposed inside the vehicle body 105 receives signals from the vertical acceleration sensors 130 FR , 130 FL and 130 RR and the vehicle speed sensor 140, and shock absorbers 120 FL , 120 FR and 120 RL. , 120 RR ) improves driving stability and ride comfort by changing the damping force to suit the driving conditions such as road conditions and driving speed. In addition, the controller 190 detects a failure of the vertical acceleration sensors 130 FR , 130 FL , 130 RR , and takes appropriate measures or informs the driver accordingly.

도 2는 도 1의 현가장치의 블록도이다.2 is a block diagram of the suspension of FIG.

도 2를 참조하면, 제어기(190)는 입력 인터페이스부(192), 프로세서(194), 센서 고장 검출 장치(196) 및 출력 인터페이스부(198)를 포함한다. 입력 인터페이스부(192)는 수직 가속도 센서(130FR, 130FL, 130RR), 차량 속도 센서(140), 횡 가속도 센서(154) 및 종 가속도 센서(156)로부터 측정된 신호를 받아들인다. 프로세 서(194)는 입력된 센서 신호들로부터 각 쇼크 압쇼버(120FL, 120FR, 120RL, 120RR)의 감쇠력을 결정하여, 출력 인터페이스부(198)를 통해 각 쇼크 압쇼버(120FL, 120FR, 120RL, 120RR)의 감쇠력을 제어한다. 또한, 프로세서(194)는 센서 고장 검출 장치(196)로부터 수직 가속도 센서(130FR, 130FL, 130RR)의 고장 여부를 받아, 운전자에게 이를 알려준다.Referring to FIG. 2, the controller 190 includes an input interface unit 192, a processor 194, a sensor failure detection device 196, and an output interface unit 198. The input interface unit 192 receives signals measured from the vertical acceleration sensors 130 FR , 130 FL , 130 RR , the vehicle speed sensor 140, the lateral acceleration sensor 154, and the longitudinal acceleration sensor 156. The processor 194 determines the attenuation force of each shock absorber 120 FL , 120 FR , 120 RL , 120 RR from the input sensor signals, and outputs each shock absorber 120 through the output interface 198. FL , 120 FR , 120 RL , 120 RR ). In addition, the processor 194 receives the failure of the vertical acceleration sensors 130 FR , 130 FL , and 130 RR from the sensor failure detection device 196, and informs the driver of this.

센서 고장 검출 장치(196)는 수직 가속도 센서(130FR, 130FL, 130RR)의 고장을 검출한다. 센서 고장 검출 장치(196)는 각 수직 가속도 센서(130FR, 130FL, 130RR)로부터 들어오는 측정값을 이용하여 각 수직 가속도 센서(130FR, 130FL, 130RR)에 대한 중심 가속도를 구한다. 이 중심 가속도로부터 레지듀얼을 정의하여, 레지듀얼이 임계치를 넘으면 수직 가속도 센서(130FR, 130FL, 130RR)의 고장으로 진단한다. 이때, 후방 수직 가속도 센서(130RR)의 레지듀얼은 전방 수직 가속도 센서(130FR, 130FL)의 측정값의 시간 지연을 고려하여 얻을 수 있다. The sensor failure detection device 196 detects a failure of the vertical acceleration sensors 130 FR , 130 FL , 130 RR . Sensor failure detection device 196 using the measured values coming from each vertical acceleration sensor (130 FR, 130 FL, 130 RR) obtains a center of the acceleration of each vertical acceleration sensor (130 FR, 130 FL, 130 RR). A residual is defined from this central acceleration, and when the residual exceeds a threshold, it is diagnosed as a failure of the vertical acceleration sensors 130 FR , 130 FL , 130 RR . In this case, the residual of the rear vertical acceleration sensor 130 RR may be obtained in consideration of the time delay of the measured value of the front vertical acceleration sensors 130 FR and 130 FL .

센서 고장 검출 장치(196)는 차량의 동역학 모델과 측정된 수직 가속도로부터 중심 가속도를 추정한다. 중심 가속도로부터 각 수직 가속도 센서의 고장을 검출한다. The sensor failure detection device 196 estimates the center acceleration from the dynamic model of the vehicle and the measured vertical acceleration. The failure of each vertical acceleration sensor is detected from the center acceleration.

이제 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 고장 검출 방법을 기술한다.Now, a sensor failure detection method according to an embodiment of the present invention is described.

도 3은 차량 모델을 나타낸 개략도이다.3 is a schematic diagram illustrating a vehicle model.

도 3을 참조하면, 이 모델에 대하여 선형화를 위해 현가장치를 구성하는 요소들의 정적, 동적 마찰 계수는 고정되어 있다고 가정한다. 또한, 수직 방향으로의 변위는 매우 작으며, 이때 각 모서리에서의 변위는 독립적이라고 가정한다. 이러한 가정으로 인해 임의의 각인 α에 대해

Figure 112007066818741-PAT00001
,
Figure 112007066818741-PAT00002
이라고 할 수 있다. 차량의 무게를 m, 각 타이어의 스프링 계수를 Kri (i=1,2,3, 4), 각 차륜의 스프링 계수를 Kui, 감쇠(damping) 계수를 Cui라 하면 현가장치의 움직임을 다음 식과 같이 표현할 수 있다.Referring to FIG. 3, it is assumed for this model that the static and dynamic coefficients of friction of the elements constituting the suspension for linearization are fixed. In addition, the displacement in the vertical direction is very small, where the displacement at each corner is assumed to be independent. Because of this assumption, for any imprint α
Figure 112007066818741-PAT00001
,
Figure 112007066818741-PAT00002
It can be said. If the weight of the vehicle is m, the spring coefficient of each tire is K ri (i = 1,2,3,4), the spring coefficient of each wheel is K ui , and the damping coefficient is C ui . It can be expressed as the following equation.

Figure 112007066818741-PAT00003
Figure 112007066818741-PAT00003

Figure 112007066818741-PAT00004
Figure 112007066818741-PAT00004

Figure 112007066818741-PAT00005
Figure 112007066818741-PAT00005

Figure 112007066818741-PAT00006
Figure 112007066818741-PAT00006

이때, 피치(pitch)와 롤(roll) 방향으로 작용하는 관성(inertia)을 IXX, IYY, 무게 중심에서 각 바퀴까지의 횡 방향 거리를 wi (i=1,2,3,4)라 하면 다음과 같은 식이 성립한다.In this case, the inertia acting in the pitch and roll direction is I XX , I YY , and the transverse distance from the center of gravity to each wheel is w i (i = 1,2,3,4) Then, the following equation is established.

Figure 112007066818741-PAT00007
Figure 112007066818741-PAT00007

Figure 112007066818741-PAT00008
Figure 112007066818741-PAT00008

Figure 112007066818741-PAT00009
Figure 112007066818741-PAT00009

여기서,

Figure 112007066818741-PAT00010
는 중심 가속도,
Figure 112007066818741-PAT00011
는 롤 방향 가속도,
Figure 112007066818741-PAT00012
는 피치 방향 가속도이다. 이하에서 중심 가속도는 차량의 무게 중심에서 수직 가속도를 말한다. here,
Figure 112007066818741-PAT00010
Is the center acceleration,
Figure 112007066818741-PAT00011
Roll direction acceleration,
Figure 112007066818741-PAT00012
Is the pitch direction acceleration. Hereinafter, the center acceleration refers to the vertical acceleration at the center of gravity of the vehicle.

상기 식을 중심 가속도, 롤 방향 가속도, 피치 방향 가속도에 대하여 정리하면 다음과 같다.The above formula is summarized as follows for the center acceleration, roll direction acceleration, and pitch direction acceleration.

Figure 112007066818741-PAT00013
Figure 112007066818741-PAT00013

Figure 112007066818741-PAT00014
Figure 112007066818741-PAT00014

Figure 112007066818741-PAT00015
Figure 112007066818741-PAT00015

Figure 112007066818741-PAT00016
Figure 112007066818741-PAT00016

Figure 112007066818741-PAT00017
Figure 112007066818741-PAT00017

이때, 무게 중심에서 각 바퀴까지의 횡 방향 거리가 모두 같다고 하고(wi = w), 수학식 3을 연립하여 차체의 모서리에 가해지는 수직 방향의 가속도를 나타내는 부-모델(sub-model)을 구하면 다음과 같다.At this time, the lateral distance from the center of gravity to the wheels are all equal (w i = w), and a sub-model representing the vertical acceleration applied to the corner of the vehicle body by formula (3). Obtained as follows.

Figure 112007066818741-PAT00018
Figure 112007066818741-PAT00018

Figure 112007066818741-PAT00019
Figure 112007066818741-PAT00019

Figure 112007066818741-PAT00020
Figure 112007066818741-PAT00020

Figure 112007066818741-PAT00021
Figure 112007066818741-PAT00021

도 4는 3개의 수직 가속도 센서가 배치된 차량 모델을 나타낸 개략도이다.4 is a schematic diagram illustrating a vehicle model in which three vertical acceleration sensors are disposed.

도 4를 참조하면, 후륜의 수직 가속도

Figure 112007066818741-PAT00022
Figure 112007066818741-PAT00023
Figure 112007066818741-PAT00024
의 선형 보간(linear interpolation)에 의해 구하면 다음과 같은 관계식이 성립한다.4, the vertical acceleration of the rear wheel
Figure 112007066818741-PAT00022
of
Figure 112007066818741-PAT00023
Wow
Figure 112007066818741-PAT00024
By linear interpolation of, the following relation holds.

Figure 112007066818741-PAT00025
Figure 112007066818741-PAT00025

수학식 5를 수학식 4에 대입하여 정리하면 다음과 같이 각 수직 가속도 센서로부터 추정되는 중심 가속도를 얻을 수 있다.By substituting Equation 5 into Equation 4, the center acceleration estimated from each vertical acceleration sensor can be obtained as follows.

Figure 112007066818741-PAT00026
Figure 112007066818741-PAT00026

Figure 112007066818741-PAT00027
Figure 112007066818741-PAT00028
는 2개의 전방 수직 가속도 센서로부터 입력되는 측정된 수직 가속도 값,
Figure 112007066818741-PAT00029
은 후방 수직 가속도 센서로부터 입력되는 측정된 수직 가속도 값이고, 롤 가속도
Figure 112007066818741-PAT00030
및 피치 가속도
Figure 112007066818741-PAT00031
는 센서로부터 직접 입력 또는 동역학 모델로부터 추정이 가능하다. 따라서, 2개의 전방 수직 가속도 센서에 대한 중심 가속도
Figure 112007066818741-PAT00032
,
Figure 112007066818741-PAT00033
및 후방 수직 가속도 센서에 대한 중심 가속도
Figure 112007066818741-PAT00034
을 상기 수학식 6으로부터 얻을 수 있다.
Figure 112007066818741-PAT00027
and
Figure 112007066818741-PAT00028
Is the measured vertical acceleration value input from the two front vertical acceleration sensors,
Figure 112007066818741-PAT00029
Is the measured vertical acceleration value input from the rear vertical acceleration sensor, and roll acceleration
Figure 112007066818741-PAT00030
And pitch acceleration
Figure 112007066818741-PAT00031
It can be estimated directly from the sensor or from the dynamics model. Thus, center acceleration for two forward vertical acceleration sensors
Figure 112007066818741-PAT00032
,
Figure 112007066818741-PAT00033
Acceleration for front and rear vertical acceleration sensors
Figure 112007066818741-PAT00034
Can be obtained from Equation 6 above.

현가장치에 롤 가속도 및 피치 가속도를 측정할 수 있는 센서가 있다면, 상기 식으로부터 직접 각 중심 가속도를 구할 수 있다. If the suspension has a sensor capable of measuring roll acceleration and pitch acceleration, the angular center acceleration can be directly obtained from the above equation.

만약 롤 가속도 및 피치 가속도를 측정할 수 있는 센서가 없다면, 각 차륜에 가해지는 수직 힘(normal force)을 이용하여 롤 가속도 및 피치 가속도를 추정해야 한다. 수직 힘을 추정하기 위해서는 횡가속도와 종가속도가 필요하다. 횡가속도는 횡가속도 센서를 이용하여 측정할 수 있다. 종가속도 센서가 있으면 종가속도를 바 로 측정할 수 있지만, 종가속도 센서가 장착되어 있지 않은 경우에도 엔진과 브레이크의 정보를 이용하여 추정값을 얻을 수 있다. 여기서는 횡가속도 값과 종가속도 값을 센서를 통해 받는다고 가정한다.If there are no sensors capable of measuring roll acceleration and pitch acceleration, then normal force applied to each wheel should be used to estimate roll acceleration and pitch acceleration. Lateral acceleration and longitudinal acceleration are required to estimate the vertical force. Lateral acceleration can be measured using a lateral acceleration sensor. If there is a longitudinal acceleration sensor, the longitudinal acceleration can be measured immediately. However, even when the longitudinal acceleration sensor is not installed, the estimated value can be obtained using the engine and brake information. In this case, it is assumed that the lateral acceleration value and the longitudinal acceleration value are received through the sensor.

차량이 주행하지 않을 때 차량의 하중에 의해 차륜에 가해지는 전/후 수직 힘 Fzf, Fzr는 다음과 같이 분배된다.When the vehicle is not running, the front and rear vertical forces F zf and F zr applied to the wheels by the load of the vehicle are distributed as follows.

Figure 112007066818741-PAT00035
Figure 112007066818741-PAT00035

하지만, 차량에 종 방향의 힘이 가해질 경우 차량의 종 가속도 성분 ax에 의해 차륜에 가해지는 수직 힘은 다음과 같이 변형된다.However, when the longitudinal force is applied to the vehicle, the vertical force applied to the wheel by the longitudinal acceleration component a x of the vehicle is modified as follows.

Figure 112007066818741-PAT00036
Figure 112007066818741-PAT00036

또한, 차량의 횡 방향 운동에 의해 좌/우에 분배되는 수직 힘의 변화량은 차량의 롤 강성(roll stiffness) Kf φ와 차량의 횡 가속도 ay에 의해 결정되고 다음과 같다.In addition, the amount of change in the vertical force distributed to the left and right by the lateral movement of the vehicle is determined by the roll stiffness K f φ of the vehicle and the lateral acceleration a y of the vehicle, as follows.

Figure 112007066818741-PAT00037
Figure 112007066818741-PAT00037

따라서, 각 차륜에 분배되는 수직 힘은 다음과 같다.Therefore, the vertical force distributed to each wheel is as follows.

Figure 112007066818741-PAT00038
Figure 112007066818741-PAT00038

도 5는 피치 운동을 위한 차량 모델을 나타낸 개략도이다. 5 is a schematic diagram illustrating a vehicle model for pitch movement.

도 5를 참조하면, 이 모델을 이용하여 피치 가속도에 대한 관계식을 구하면 다음과 같다.Referring to FIG. 5, a relational expression for pitch acceleration using this model is as follows.

Figure 112007066818741-PAT00039
Figure 112007066818741-PAT00039

따라서, 수학식 11에 수학식 10을 대입하면, 추정된 피치 가속도를 구할 수 있다.Therefore, by substituting Equation 10 into Equation 11, the estimated pitch acceleration can be obtained.

도 6은 롤 운동을 위한 차량 모델을 나타낸 개략도이다.6 is a schematic diagram illustrating a vehicle model for a roll motion.

도 6을 참조하면, 이 모델을 이용하여 롤 가속도에 대한 관계식을 구하면 다음과 같다.Referring to FIG. 6, a relational expression for roll acceleration using this model is as follows.

Figure 112007066818741-PAT00040
Figure 112007066818741-PAT00040

따라서, 수학식 12에 수학식 10을 대입하면 추정된 롤 가속도를 구할 수 있다. Therefore, by substituting Equation 10 into Equation 12, the estimated roll acceleration can be obtained.

추정된 피치 가속도와 추정된 롤 가속도를 수학식 6에 적용하면 3개의 수직 가속도 센서에 대한 중심 가속도를 얻을 수 있다. By applying the estimated pitch acceleration and the estimated roll acceleration to Equation 6, the center accelerations for three vertical acceleration sensors can be obtained.

각 수직 가속도 센서에 대한 레지듀얼(residual)을 다음과 같이 정의한다. The residual for each vertical acceleration sensor is defined as follows.

Figure 112007066818741-PAT00041
Figure 112007066818741-PAT00041

제1 및 제2 레지듀얼 r1, r2은 각각 2개의 전방 수직 가속도 센서에 대한 레지듀얼들이고, 제3 레지듀얼 r3는 후방 수직 가속도 센서에 대한 레지듀얼이다. 제1, 제2 및 제3 레지듀얼 중 하나라도 미리 설정된 임계치(threshold)를 넘으면 센서 고장으로 검출한다. .The first and second residuals r 1 and r 2 are residuals for two forward vertical acceleration sensors, respectively, and the third residual r 3 is a residual for rear vertical acceleration sensors. If any one of the first, second and third residuals exceeds a preset threshold, it is detected as a sensor failure. .

차량 동역학을 이용하여 종가속도 및 횡가속도 센서로부터 피치 가속도 및 롤 가속도를 추정한다. 추정된 피치 가속도와 롤 가속도 및 각 수직 가속도 센서로 부터 측정된 수직 가속도를 이용하여 각 수직 가속도 센서에 대한 중심 가속도를 추정한다. 추정된 중심 가속도들을 통해 각 수직 가속도 센서의 고장을 검출한다. 시스템 구성 요소의 변경 없이 소프트웨어의 추가만으로 센서의 오동작을 감지할 수 있어, 능동 현가장치의 신뢰성을 확보할 수 있다. Vehicle dynamics is used to estimate pitch acceleration and roll acceleration from longitudinal and lateral acceleration sensors. The center acceleration for each vertical acceleration sensor is estimated using the estimated pitch acceleration, roll acceleration, and the vertical acceleration measured from each vertical acceleration sensor. The estimated center accelerations detect the failure of each vertical acceleration sensor. By adding software without changing system components, sensor malfunctions can be detected, thereby ensuring the reliability of active suspensions.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 고장 검출 방법을 나타낸 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a sensor failure detection method according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 다수의 수직 가속도 센서로부터 각각 측정된 측정 수직 가속도를 획득한다(S210). 각 수직 가속도 센서에 대한 중심 가속도를 계산한다(S220). 중심 가속도를 계산하기 위해, 먼저 횡가속도와 종가속도를 이용하여 롤 가속도와 피치 가속도를 추정한다. 중심 가속도로부터 레지듀얼을 구해, 상기 레지듀얼이 허용 범위내에 드는지 여부를 판단하여 수직 가속도 센서의 고장을 검출한다(S230).Referring to FIG. 7, measured vertical accelerations are respectively obtained from a plurality of vertical acceleration sensors (S210). The center acceleration for each vertical acceleration sensor is calculated (S220). In order to calculate the center acceleration, roll acceleration and pitch acceleration are first estimated using lateral acceleration and longitudinal acceleration. The residual is obtained from the center acceleration, and the failure of the vertical acceleration sensor is detected by determining whether the residual is within the allowable range (S230).

이제 본 발명에 따른 센서 고장 검출 방법에 대한 시뮬레이션 결과에 대해 기술한다. Now, the simulation results for the sensor failure detection method according to the present invention will be described.

도 8은 100kph로 주행한 경우의 센서 입력 신호를 나타낸 그래프이다. 도 9는 정상 상태에서 각 수직 가속도 센서에 대한 레지듀얼을 나타낸 그래프이다. 각 수직 가속도 센서에 대한 레지듀얼은 모두 미리 정의된 임계값(threshold)을 넘지 않으므로 고장이 검출되지 않는다고 판단한다. 방향 전환시에 모델 불확실성(model uncertainty)에 의해 레지듀얼이 증가하는 것을 관찰할 수 있다. 도 10은 좌 전륜(FL) 수직 가속도 센서의 고장이 발생한 경우에 레지듀얼을 나타낸 그래프이다. FL측 수직 가속도 센서에 0.5g의 오류가 20초부터 25초까지 지속될 때, 오류가 레지듀얼에 영향을 주는 것을 관찰할 수 있다. 또한 센서 고장 검출 장치는 레지듀얼이 임계치를 넘은 FL 수직 가속도 센서를 고장으로 검출할 수 있다. 도 11은 우 전륜(FR) 수직 가속도 센서의 고장이 발생한 경우에 레지듀얼을 나타낸 그래프이다. FR 수직 가속도 센서에 0.5g의 오류가 20초부터 25초까지 지속될 때, 레지듀얼이 임계치를 넘기 때문에 FR 수직 가속도 센서의 고장을 검출할 수 있다.8 is a graph showing a sensor input signal when traveling at 100 kph. 9 is a graph showing the residual for each vertical acceleration sensor in the steady state. Since the residuals for each vertical acceleration sensor do not all exceed a predefined threshold, it is determined that no failure is detected. It can be observed that the residual increases due to model uncertainty at the time of turning. 10 is a graph showing residual when a failure of the left front wheel FL vertical acceleration sensor occurs. When 0.5 g of error in the FL-side vertical acceleration sensor lasts from 20 to 25 seconds, it can be observed that the error affects the residual. The sensor failure detection device may also detect a FL vertical acceleration sensor whose residual exceeds a threshold as a failure. 11 is a graph showing residual when a failure of the right front wheel (FR) vertical acceleration sensor occurs. When 0.5 g of error in the FR vertical accelerometer lasts from 20 to 25 seconds, the residuals exceed the threshold, thereby detecting the failure of the FR vertical accelerometer.

이제 실제 차량 실험 결과를 설명한다.The actual vehicle test results are now explained.

실제 차량은 SUV(Sport Utility Vehicle) 계열의 차량을 사용하고, ECU(Engine Control Unit)로 들어가는 신호들을 브리지를 통해 수집하여 중간에서 오동작을 발생시키는 장치인 FIU를 통해 변조한 후에 RCP 장비로 보내도록 구성한다. 각 수직 가속도 센서의 고장은 서로 겹쳐서 발생하지 않는다고 가정하였으며, 고장의 발생 및 지속 시기, 크기는 주행 중에 결정할 수 있도록 하였다.The actual vehicle uses a series of Sport Utility Vehicles (SUVs), collects signals entering an ECU (Engine Control Unit) through a bridge, modulates them through a FIU, which causes a malfunction, and sends them to RCP equipment. Configure. It is assumed that the failure of each vertical acceleration sensor does not overlap with each other, and the occurrence, duration, and size of the failure can be determined while driving.

도 12는 80kph의 속도로 직선 주행시의 센서 신호를 나타낸 그래프이다. 이 러한 상황은 센서 고장 검출 장치가 기본적인 사항을 만족하는 지를 체크하기 위해 설정한 것이다. 도 13은 80kph의 속도로 직선 주행 시에 고장이 없는 상황에서의 레지듀얼을 나타낸 그래프이다. 모든 레지듀얼이 임계치를 넘지 않으므로 고장은 검출되지 않는다. 도 14는 80kph의 직선 주행 시 RR 수직 가속도 센서의 고장시 레지듀얼을 나타낸 그래프이다. RR 수직 가속도 센서에 15초부터 20초까지 0.3g의 오동작이 발생하였을 때의 레지듀얼을 나타낸 것이다. RR 수직 가속도 센서의 레지듀얼이 임계치를 넘으므로 고장으로 검출할 수 있다. 12 is a graph showing a sensor signal during linear travel at a speed of 80 kph. This situation is set to check whether the sensor fault detection device satisfies the basic requirements. Fig. 13 is a graph showing the residuals in a situation where there is no failure when driving linearly at a speed of 80 kph. Since all residuals do not cross the threshold, no fault is detected. FIG. 14 is a graph illustrating a residual in failure of the RR vertical acceleration sensor during linear driving of 80 kph. It shows the residual when 0.3g malfunction occurs in the RR vertical acceleration sensor from 15 seconds to 20 seconds. Since the residual of the RR vertical acceleration sensor exceeds the threshold, it can be detected as a failure.

도 15는 40kph의 속도로 반경 30m인 원 주행시 센서 신호를 나타낸 그래프이다. 이러한 상황은 센서 고장 검출 장치가 정상적인 주행 상태에서도 정확하게 동작하는 지를 체크하기 위해 설정한 것이다. 도 16은 40kph의 속도로 반경 30m인 원을 주행한 상황에서의 레지듀얼을 나타낸 그래프이다. 모든 레지듀얼이 임계치를 넘지 않으므로 고장은 검출되지 않는다. 도 17은 40kph의 속도로 반경 30m인 원 주행시 FL 수직 가속도 센서의 고장시 레지듀얼을 나타낸 그래프이다. FL 수직 가속도 센서에 15초부터 20초까지 0.3g의 오동작이 발생하였을 때의 레지듀얼을 나타낸 것이다. FL 가속도 센서의 레지듀얼이 임계치를 넘으므로 고장으로 검출할 수 있다.FIG. 15 is a graph showing a sensor signal when driving in a circle having a radius of 30 m at a speed of 40 kph. This situation is set to check whether the sensor failure detection device operates correctly even under normal driving conditions. Fig. 16 is a graph showing residuals in a situation where a circle having a radius of 30 m is driven at a speed of 40 kph. Since all residuals do not cross the threshold, no fault is detected. FIG. 17 is a graph illustrating failure residual of the FL vertical acceleration sensor in a circle driving having a radius of 30 m at a speed of 40 kph. It shows the residual when the malfunction of 0.3g occurs from 15 seconds to 20 seconds in the FL vertical acceleration sensor. Since the residuals of the FL accelerometer exceed the threshold, they can be detected as faults.

도 18은 30kph의 속도로 블록 도로 주행 시 센서 신호를 나타낸 그래프이다. 이러한 상황은 센서 고장 검출 장치가 지면의 상태에 의해 영향을 받는 지를 체크하기 위해 설정한 것이다. 도 19는 30kph의 속도로 블록 도로 주행시 오동작이 없을 때 레지듀얼을 나타낸 그래프이다. 모든 레지듀얼이 임계치를 넘지 않으므로 고 장은 검출되지 않는다. 18 is a graph showing a sensor signal when driving on a block road at a speed of 30 kph. This situation is set to check whether the sensor failure detection device is affected by the ground condition. 19 is a graph showing residual when there is no malfunction when driving a block road at a speed of 30 kph. Since all residuals do not exceed the threshold, no fault is detected.

도 20은 30kph의 속도로 비포장 도로를 주행한 경우의 센서 신호를 나타낸 그래프이다. 이러한 상황은 센서 고장 검출 장치가 지면 상태가 달라졌을 때 어떤 영향을 받는 지를 체크하기 위해 설정한 것이다. 도 21은 30kph의 속도로 비포장 도로를 주행한 상황에서의 레지듀얼을 나타낸 그래프이다. 모든 레지듀얼이 임계치를 넘지 않으므로 고장은 검출되지 않는다.20 is a graph showing a sensor signal when driving on a dirt road at a speed of 30 kph. This situation is set up to check how the sensor fault detection device is affected when the ground conditions change. Fig. 21 is a graph showing the residuals in the situation of driving on a dirt road at a speed of 30 kph. Since all residuals do not cross the threshold, no fault is detected.

도 22는 50kph의 속도로 지그재그(slalom) 주행한 경우의 센서 신호를 나타낸 그래프이다. 이러한 상황은 센서 고장 검출 장치가 운전자의 입력이 바뀌는 주행 상태에서도 정확하게 동작하는 지를 체크하기 위해 설정한 것이다. 도 23은 50kph의 속도로 지그재그 주행한 상황에서의 레지듀얼을 나타낸 그래프이다. 모든 레지듀얼이 임계치를 넘지 않으므로 고장은 검출되지 않는다.Fig. 22 is a graph showing sensor signals when slalom running at a speed of 50 kph. This situation is set to check whether the sensor failure detection device operates correctly even when the driver's input changes. Fig. 23 is a graph showing the residual in the zigzag running at a speed of 50 kph. Since all residuals do not cross the threshold, no fault is detected.

도 24는 저속에서 범프(bump)가 있는 도로를 주행한 경우의 센서 신호를 나타낸 그래프이다. 이러한 상황은 센서 고장 검출 장치가 범프의 영향을 받는 지를 체크하기 위해 설정한 것이다. 24 is a graph showing a sensor signal when driving on a bumpy road at a low speed. This situation is set to check whether the sensor fault detection device is affected by the bumps.

도 25는 저속에서 범프가 있는 도로를 주행한 상황에서의 레지듀얼을 나타낸 그래프이다. 이때 RR 수직 가속도 센서의 레지듀얼이 임계치를 넘으므로 RR 수직 가속도 센서의 고장으로 검출한다. 하지만, 이는 실제의 상황과 일치하지 않는다. 따라서 이러한 문제를 보완할 필요가 있다.Fig. 25 is a graph showing the residuals in the situation of traveling on a bumpy road at a low speed. At this time, since the residual of the RR vertical acceleration sensor exceeds the threshold, it is detected as a failure of the RR vertical acceleration sensor. However, this is inconsistent with the actual situation. Therefore, there is a need to compensate for this problem.

도 26은 저속 범프 주행시 RR 가속도 센서에 16초부터 17초까지 0.4g의 오동작이 발생한 때의 레지듀얼을 나타낸 그래프이다. 16초부터 17초사이에 RR 가속도 센서의 레지듀얼이 임계치를 넘으므로 고장으로 검출한다. 하지만, 일부 구간(22초~23초 사이)에서 RR 가속도 센서의 고장이 검출되는 오동작이 발생하고 있다. 따라서, 이러한 문제를 보완할 필요가 있다.Fig. 26 is a graph showing the residual when a malfunction of 0.4 g occurs from 16 to 17 seconds in the RR acceleration sensor during low-speed bump driving. The fault of the RR acceleration sensor exceeds the threshold between 16 and 17 seconds. However, a malfunction occurs in which a failure of the RR acceleration sensor is detected in some sections (between 22 seconds and 23 seconds). Therefore, there is a need to supplement this problem.

차량이 범프를 넘는 주행을 할 때에 전륜과 후륜은 차속과 차륜 간의 종방향 거리에 의해서 생기는 지연 시간을 두고서 같은 지표면을 지나간다고 가정할 수 있다. 따라서 차속과 차륜 간의 종방향 거리를 알면 시간 지연을 계산할 수 있으며, 이러한 시간 지연만큼 시간 축에서 전륜의 수직 가속도를 지연시키면 후륜의 수직 가속도와 직접 비교할 수 있다. 따라서 이러한 가정을 통해 지연된 FR 가속도 센서 신호와 현재의 RR 가속도 센서 신호를 평균하여 현재의 RR 가속도 센서 신호와의 차를 구하면 RR 가속도 센서의 오동작을 검진하는 새로운 레지듀얼을 구할 수 있다. 이러한 내용을 수식으로 표현하면 다음과 같다.When the vehicle is driving over the bumps, it can be assumed that the front and rear wheels pass the same ground surface with a delay caused by the longitudinal distance between the vehicle speed and the wheels. Therefore, knowing the longitudinal distance between the vehicle speed and the wheel, the time delay can be calculated. If the vertical acceleration of the front wheel is delayed on the time axis by this time delay, it can be directly compared with the vertical acceleration of the rear wheel. Therefore, by calculating the difference between the delayed FR acceleration sensor signal and the current RR acceleration sensor signal by using this assumption, a new residual for detecting malfunction of the RR acceleration sensor can be obtained. This content is expressed as an expression as follows.

Figure 112007066818741-PAT00042
Figure 112007066818741-PAT00042

여기서, T는 샘플링 시간(sampling time)이다.Here, T is a sampling time.

도 27은 수학식 14를 이용하여 저속에서 범프가 있는 도로를 주행한 상황에서의 레지듀얼을 나타낸 그래프이다. RR 수직 가속도 센서의 레지듀얼이 임계치를 넘지 않으므로 고장은 검출되지 않는다. 이는 실제의 상황과 일치한다. 따라서 이러한 추가적인 로직을 이용하면 앞에서의 문제를 보완할 수 있다.FIG. 27 is a graph showing residuals in a situation in which bumps are driven at a low speed using Equation (14). The fault is not detected because the residual of the RR vertical acceleration sensor does not exceed the threshold. This is consistent with the actual situation. Therefore, this additional logic can be used to compensate for the above problem.

도 28은 수학식 14를 이용하여 저속에서 범프가 있는 도로를 주행한 상황에서 RR 수직 가속도 센서에 16초부터 17초까지 0.4g의 오동작이 발생한 때의 레지듀얼을 나타낸 그래프이다. RR 수직 가속도 센서의 레지듀얼은 16초에서 17초 사이에만 임계치를 넘으므로, 센서 고장 검출 장치는 해당 센서의 오동작을 정확하게 진단하고 있다. FIG. 28 is a graph showing a residual when a malfunction of 0.4 g occurs from 16 seconds to 17 seconds in the RR vertical acceleration sensor while driving on a bumpy road at a low speed using Equation (14). Since the residuals of the RR vertical acceleration sensor exceed the threshold only between 16 and 17 seconds, the sensor failure detection device accurately diagnoses the malfunction of the sensor.

상술한 모든 기능은 상기 기능을 수행하도록 코딩된 소프트웨어나 프로그램 코드 등에 따른 마이크로프로세서, 제어기, 마이크로제어기, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등과 같은 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 상기 코드의 설계, 개발 및 구현은 본 발명의 설명에 기초하여 당업자에게 자명하다고 할 것이다.All of the above functions may be performed by a processor such as a microprocessor, a controller, a microcontroller, an application specific integrated circuit (ASIC), or the like according to software or program code coded to perform the function. The design, development and implementation of the code will be apparent to those skilled in the art based on the description of the present invention.

이상 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범위의 범위 내의 모든 실시예들을 포함한다고 할 것이다.Although the present invention has been described above with reference to the embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be modified and changed in various ways without departing from the spirit and scope of the present invention. I can understand. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the present invention will include all embodiments within the scope of the following claims.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 현가장치를 구비한 차량을 나타낸 예시도이다.1 is an exemplary view showing a vehicle provided with a suspension device according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 현가장치의 블록도이다.2 is a block diagram of the suspension of FIG.

도 3은 차량 모델을 나타낸 개략도이다.3 is a schematic diagram illustrating a vehicle model.

도 4는 3개의 수직 가속도 센서가 배치된 차량 모델을 나타낸 개략도이다.4 is a schematic diagram illustrating a vehicle model in which three vertical acceleration sensors are disposed.

도 5는 피치 운동을 위한 차량 모델을 나타낸 개략도이다. 5 is a schematic diagram illustrating a vehicle model for pitch movement.

도 6은 롤 운동을 위한 차량 모델을 나타낸 개략도이다.6 is a schematic diagram illustrating a vehicle model for a roll motion.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 고장 검출 방법을 나타낸 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a sensor failure detection method according to an embodiment of the present invention.

도 8은 100kph로 주행한 경우의 센서 입력 신호를 나타낸 그래프이다. 8 is a graph showing a sensor input signal when traveling at 100 kph.

도 9는 정상 상태에서 각 수직 가속도 센서에 대한 레지듀얼을 나타낸 그래프이다. 9 is a graph showing the residual for each vertical acceleration sensor in the steady state.

도 10은 좌 전륜(FL) 수직 가속도 센서의 고장이 발생한 경우에 레지듀얼을 나타낸 그래프이다. 10 is a graph showing residual when a failure of the left front wheel FL vertical acceleration sensor occurs.

도 11은 우 전륜(FR) 수직 가속도 센서의 고장이 발생한 경우에 레지듀얼을 나타낸 그래프이다. 11 is a graph showing residual when a failure of the right front wheel (FR) vertical acceleration sensor occurs.

도 12는 80kph의 속도로 직선 주행시의 센서 신호를 나타낸 그래프이다. 12 is a graph showing a sensor signal during linear travel at a speed of 80 kph.

도 13은 80kph의 속도로 직선 주행 시에 고장이 없는 상황에서의 레지듀얼을 나타낸 그래프이다. Fig. 13 is a graph showing the residuals in a situation where there is no failure when driving linearly at a speed of 80 kph.

도 14는 80kph의 직선 주행 시 RR 수직 가속도 센서의 고장시 레지듀얼을 나타낸 그래프이다. FIG. 14 is a graph illustrating a residual in failure of the RR vertical acceleration sensor during linear driving of 80 kph.

도 15는 40kph의 속도로 반경 30m인 원 주행시 센서 신호를 나타낸 그래프이다. FIG. 15 is a graph showing a sensor signal when driving in a circle having a radius of 30 m at a speed of 40 kph.

도 16은 40kph의 속도로 반경 30m인 원을 주행한 상황에서의 레지듀얼을 나타낸 그래프이다. Fig. 16 is a graph showing residuals in a situation where a circle having a radius of 30 m is driven at a speed of 40 kph.

도 17은 40kph의 속도로 반경 30m인 원주행시 FL 수직 가속도 센서의 고장시 레지듀얼을 나타낸 그래프이다. FIG. 17 is a graph showing faulty residuals of a FL vertical acceleration sensor in a circular drive having a radius of 30 m at a speed of 40 kph.

도 18은 30kph의 속도로 블록 도로 주행 시 센서 신호를 나타낸 그래프이다.18 is a graph showing a sensor signal when driving on a block road at a speed of 30 kph.

도 19는 30kph의 속도로 블록 도로 주행시 오동작이 없을 때 레지듀얼을 나타낸 그래프이다. 19 is a graph showing residual when there is no malfunction when driving a block road at a speed of 30 kph.

도 20은 30kph의 속도로 비포장 도로를 주행한 경우의 센서 신호를 나타낸 그래프이다. 20 is a graph showing a sensor signal when driving on a dirt road at a speed of 30 kph.

도 21은 30kph의 속도로 비포장 도로를 주행한 상황에서의 레지듀얼을 나타낸 그래프이다. Fig. 21 is a graph showing the residuals in the situation of driving on a dirt road at a speed of 30 kph.

도 22는 50kph의 속도로 지그재그 주행한 경우의 센서 신호를 나타낸 그래프이다. 22 is a graph showing a sensor signal when zigzag running at a speed of 50 kph.

도 23은 50kph의 속도로 지그재그 주행한 상황에서의 레지듀얼을 나타낸 그래프이다. Fig. 23 is a graph showing the residual in the zigzag running at a speed of 50 kph.

도 24는 저속에서 범프(bump)가 있는 도로를 주행한 경우의 센서 신호를 나 타낸 그래프이다. 24 is a graph showing a sensor signal when driving on a bumpy road at a low speed.

도 25는 저속에서 범프가 있는 도로를 주행한 상황에서의 레지듀얼을 나타낸 그래프이다. Fig. 25 is a graph showing the residuals in the situation of traveling on a bumpy road at a low speed.

도 26은 저속 범프 주행시 RR 가속도 센서에 16초부터 17초까지 0.4g의 오동작이 발생한 때의 레지듀얼을 나타낸 그래프이다. Fig. 26 is a graph showing the residual when a malfunction of 0.4 g occurs from 16 to 17 seconds in the RR acceleration sensor during low-speed bump driving.

도 27은 수학식 14를 사용하여 저속에서 범프가 있는 도로를 주행한 상황에서의 레지듀얼을 나타낸 그래프이다. FIG. 27 is a graph showing residual in a situation where a bumped road is driven at a low speed using Equation (14).

도 28은 수학식 14를 사용하여 저속에서 범프가 있는 도로를 주행한 상황에서 RR 수직 가속도 센서에 16초부터 17초까지 0.4g의 오동작이 발생한 때의 레지듀얼을 나타낸 그래프이다.FIG. 28 is a graph showing a residual when a malfunction of 0.4 g occurs from 16 seconds to 17 seconds in the RR vertical acceleration sensor in the state of driving a bumpy road at a low speed using Equation (14).

Claims (6)

각 차륜에 배치되어, 감쇠력을 생성하는 쇼크 압쇼버;A shock absorber disposed on each wheel to generate a damping force; 차량의 수직 가속도를 측정하는 다수의 수직 가속도 센서; 및A plurality of vertical acceleration sensors measuring vertical acceleration of the vehicle; And 상기 다수의 수직 가속도 센서로부터 각각 측정되는 수직 가속도를 이용하여 상기 감쇠력을 제어하고, 상기 측정된 수직 가속도로부터 추정되는 중심 가속도를 각 수직 가속도 센서별로 구하여 각 수직 가속도 센서의 고장을 검출하는 제어기를 포함하되,And a controller for controlling the damping force by using the vertical accelerations measured from the plurality of vertical acceleration sensors, and obtaining the center acceleration estimated from the measured vertical accelerations for each vertical acceleration sensor to detect failure of each vertical acceleration sensor. But 상기 다수의 수직 가속도 센서는 상기 차량의 전방에 배치되는 적어도 하나의 전방 수직 가속도 센서와 상기 차량의 후방에 배치되는 적어도 하나의 후방 수직 가속도 센서를 포함하고, 상기 제어기는 상기 후방 수직 가속도 센서에서 측정되는 수직 가속도와 상기 전방 수직 가속도 센서에서 측정되는 수직 가속도의 시간 지연을 비교하여 상기 후방 수직 가속도 센서의 고장을 검출하는 차량용 현가장치. The plurality of vertical acceleration sensors includes at least one front vertical acceleration sensor disposed at the front of the vehicle and at least one rear vertical acceleration sensor disposed at the rear of the vehicle, wherein the controller measures at the rear vertical acceleration sensor. And a time delay of the vertical acceleration measured by the front vertical acceleration sensor and the vertical acceleration measured by the front vertical acceleration sensor to detect a failure of the rear vertical acceleration sensor. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어기는 레지듀얼을 임계치와 비교하여 각 수직 가속도 센서의 고장을 검출하고, 상기 레지듀얼은 해당하는 수직 가속도 센서의 중심 가속도와 나머지 수식 가속도 센서의 중심 가속도들의 평균의 차인 차량용 현가장치.And the controller detects a failure of each vertical acceleration sensor by comparing the residual with a threshold, and the residual is a difference between the average of the center accelerations of the corresponding vertical acceleration sensors and the center accelerations of the remaining mathematical acceleration sensors. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 중심 가속도는 추정된 롤 가속도와 추정된 피치 가속도를 이용하여 얻어지는 차량용 현가장치.The center acceleration is obtained by using the estimated roll acceleration and the estimated pitch acceleration. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 횡가속도를 측정하는 횡가속도 센서와 종가속도를 측정하는 종가속도 센서를 더 포함하고, 상기 추정된 롤 가속도와 상기 추정된 피치 가속도는 상기 횡가속도와 상기 종가속도를 이용하여 얻어지는 차량용 현가장치.And a lateral acceleration sensor for measuring lateral acceleration and a longitudinal acceleration sensor for measuring longitudinal acceleration, wherein the estimated roll acceleration and the estimated pitch acceleration are obtained using the lateral acceleration and the longitudinal acceleration. 측정되는 수직 가속도를 이용하여 차륜으로부터 전달되는 감쇠력을 제어하는 차량용 현가장치의 센서 고장 검출 방법에 있어서,In the sensor failure detection method of a vehicle suspension for controlling the damping force transmitted from the wheel by using the measured vertical acceleration, 차량의 전방에 배치되는 전방 수직 가속도 센서로부터 측정된 전방 수직 가속도를 획득하는 단계;Obtaining a front vertical acceleration measured from a front vertical acceleration sensor disposed in front of the vehicle; 상기 차량의 후방에 배치되는 후방 수직 가속도 센서로부터 측정된 후방 수직 가속도를 획득하는 단계; 및 Acquiring rear vertical acceleration measured from a rear vertical acceleration sensor disposed at the rear of the vehicle; And 시간 지연된 상기 전방 수직 가속도와 상기 후방 수직 가속도를 평균하여, 상기 후방 수직 가속도와의 차를 이용하여 상기 후방 수직 가속도 센서의 고장을 검출하는 단계를 포함하는 차량용 현가장치의 센서 고장 검출 방법. And detecting a failure of the rear vertical acceleration sensor by averaging the time-delayed front vertical acceleration and the rear vertical acceleration and using the difference between the rear vertical acceleration and the time delay. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein 상기 후방 수직 가속도를 이용하여 추정되는 후방 중심 가속도와 상기 전방 수직 가속도를 이용하여 추정되는 전방 중심 가속도로부터 상기 전방 수직 가속도 센서의 고장을 검출하는 단계를 더 포함하는 차량용 현가장치의 센서 고장 검출 방법.And detecting a failure of the front vertical acceleration sensor from the rear center acceleration estimated using the rear vertical acceleration and the front center acceleration estimated using the front vertical acceleration.
KR1020070093715A 2007-09-14 2007-09-14 Vehicular suspension for detecting sensor fault KR100895703B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070093715A KR100895703B1 (en) 2007-09-14 2007-09-14 Vehicular suspension for detecting sensor fault

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070093715A KR100895703B1 (en) 2007-09-14 2007-09-14 Vehicular suspension for detecting sensor fault

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090028250A true KR20090028250A (en) 2009-03-18
KR100895703B1 KR100895703B1 (en) 2009-04-30

Family

ID=40695573

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070093715A KR100895703B1 (en) 2007-09-14 2007-09-14 Vehicular suspension for detecting sensor fault

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100895703B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101222349B1 (en) * 2011-01-26 2013-01-14 한국수력원자력 주식회사 The apparatus and method for imitating fault using software
US11945428B2 (en) 2019-09-27 2024-04-02 Hitachi Astemo, Ltd. Vehicle motion control apparatus

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100353981B1 (en) * 1999-03-22 2002-09-26 현대자동차주식회사 Electronically control suspension and control method of that
KR100751256B1 (en) * 2002-02-09 2007-08-23 주식회사 만도 Apparatus for detecting degree of acceleration sensor' breakdown in vehicle
KR101078249B1 (en) * 2005-12-08 2011-10-31 주식회사 만도 Method of detecting sensor offset error of vehicles

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101222349B1 (en) * 2011-01-26 2013-01-14 한국수력원자력 주식회사 The apparatus and method for imitating fault using software
US11945428B2 (en) 2019-09-27 2024-04-02 Hitachi Astemo, Ltd. Vehicle motion control apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
KR100895703B1 (en) 2009-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7729829B2 (en) Suspension irregularity detecting system
JP4808982B2 (en) Automotive stability control system
JP3855441B2 (en) Body roll evaluation value calculation device
KR102414888B1 (en) suspension control unit
US20070017727A1 (en) Vehicle loading based vehicle dynamic and safety related characteristic adjusting system
JP4169082B1 (en) Vehicle rollover prevention device
US20140012468A1 (en) Real-Time Center-of-Gravity Height Estimation
US8523192B2 (en) Method and system for operating a motor vehicle
Chen et al. Vehicle rollover avoidance
CN103608229A (en) Device and method for controlling the driving dynamics of a vehicle and vehicle having such a device
JP2008537521A (en) Wheel suspension for automobile
KR20060056563A (en) Method for controlling variable damper in car
CN115122850A (en) Active suspension device and suspension control device
KR100895703B1 (en) Vehicular suspension for detecting sensor fault
CN107444052B (en) Damping force control device for vehicle
US7627408B2 (en) Method for measuring vertical acceleration and velocity of semi-active suspension system
JP5093507B2 (en) Suspension control device
KR100880110B1 (en) Fault detection method of active geometry control suspension
KR100851384B1 (en) Error Supervision Method of CDC Sensor Using ESC Signal
JP2022084474A (en) Suspension control device, vehicle and suspension control method
CN111954601B (en) Method for determining a desired speed of a vehicle
KR100552733B1 (en) rollover detection system for an automotive vehicles and method thereof
JP2009137342A (en) Control device for attenuation force variable damper
KR20070060852A (en) Suspension control system for vehicle and method thereof
KR20230122136A (en) Slip state detection device and suspension control device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
J201 Request for trial against refusal decision
AMND Amendment
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120406

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130410

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee